Usa nuestra calculadora del defecto de masa para cálculos rápidos y precisos. Herramienta gratuita online.
La fórmula del defecto de masa es: Δm = (Z · m_p + N · m_n) − m_núcleo, donde Z es el número de protones, N es el número de neutrones, m_p es la masa del protón (1,007276 u), m_n es la masa del neutrón (1,008665 u) y m_núcleo es la masa nuclear medida experimentalmente. Para el helio-4, que tiene 2 protones y 2 neutrones, la suma de las masas individuales de los nucleones es (2 × 1,007276 + 2 × 1,008665) = 4,031882 u, mientras que la masa real del núcleo de helio-4 es 4,001505 u, lo que da un defecto de masa de aproximadamente 0,030377 u.
Esta masa «perdida» de 0,030377 u para el helio-4 corresponde a unos 28,3 MeV de energía de enlace cuando se convierte usando el factor 1 u = 931,5 MeV/c². Esta energía se liberó cuando el núcleo de helio-4 se formó a partir de sus nucleones constituyentes, y es exactamente la cantidad de energía que se necesitaría para desensamblar el núcleo de nuevo en protones y neutrones libres. Cuanto mayor sea el defecto de masa por nucleón, más fuertemente ligado y estable será el núcleo. El hierro-56 tiene uno de los mayores defectos de masa por nucleón, lo que lo convierte en uno de los núcleos más estables existentes.
Los valores del defecto de masa son fracciones pequeñas de unidades de masa atómica, por lo que se requieren medidas de alta precisión. Los físicos nucleares utilizan dispositivos como trampas de Penning y anillos de almacenamiento para medir masas nucleares con incertidumbres de hasta unos pocos partes por mil millones. Estas medidas precisas se recopilan en tablas de masas nucleares como la Evaluación de Masas Atómicas (AME), que se actualiza periódicamente y sirve como referencia para todos los cálculos de física nuclear. Los cálculos de defecto de masa son cruciales para predecir la energía liberada en reacciones nucleares, diseñar reactores nucleares y comprender la nucleosíntesis estelar.
Isotopes, atomic mass, mass number, neutrons, and nuclear binding energy
Explore CategoryEl defecto de masa es la diferencia entre la masa total de los protones y neutrones individuales no enlazados y la masa real del núcleo ensamblado. Representa la masa que se convirtió en energía de enlace cuando se formó el núcleo.
El defecto de masa del helio-4 es aproximadamente 0,030377 u. Esto corresponde a una energía de enlace de unos 28,3 MeV, calculada usando la conversión 1 u = 931,5 MeV/c².
Para que un núcleo sea estable, debe haberse liberado energía cuando se formó, lo que significa que el núcleo debe ser más ligero que sus componentes. Un defecto de masa negativo implicaría que el núcleo tiene más masa que sus partes, lo cual es físicamente imposible para un estado ligado.
La masa en reposo del protón es 1,007276 u (938,272 MeV/c²) y la del neutrón es 1,008665 u (939,565 MeV/c²). Nótese que los neutrones son ligeramente más pesados que los protones.
Un mayor defecto de masa por nucleón indica un núcleo más fuertemente ligado y estable. Los núcleos cercanos al hierro-56 tienen el mayor defecto de masa por nucleón, mientras que los núcleos muy ligeros y los muy pesados tienen valores menores, haciéndolos menos estables.